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內(nèi)容提要

1. 外星生命研究新進展：詹姆斯·韋布空間望遠鏡對K2-18b行星的觀測數(shù)據(jù)顯示，該系外行星大氣中似乎存有二甲基硫醚和二甲基二硫醚的化學(xué)指紋印跡。它可能讓我們距離“人類是否為宇宙中唯一生命”這一終極問題的答案更近一步。研究結(jié)果于2025年4月發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志快報》上。
   

2. 睡眠相關(guān)基因新發(fā)現(xiàn)：研究人員一直希望深入理解天生短睡眠者的遺傳密碼。近期，科學(xué)家從一名超級睡眠者身上找出了一種決定其“超能力”的突變——SIK3-N783Y。此項新發(fā)現(xiàn)刊載于5月的《美國國家科學(xué)院院刊》。

3. 視覺感知超越了自然極限

   ：研究人員

   向自己眼睛發(fā)射激光脈沖，讓“視覺感知超越了自然極限”——眼睛看到了在自然界從未看到過的顏色。這是視錐細胞中對光波的中波敏感的M細胞被單獨激活所致。研究人員

   認為這一發(fā)現(xiàn)能幫助探索大腦構(gòu)建視覺感知的基礎(chǔ)科學(xué)問題。

關(guān)于外星生命存在的最有力證據(jù)

關(guān)于太陽系外存在外星生命的猜想，天文學(xué)家近期介紹了一份迄今最有力的證據(jù)，其提供者是距離地球124光年外的一顆巨行星——K2-18b。

詹姆斯·韋布空間望遠鏡對K2-18b行星的觀測數(shù)據(jù)顯示，該系外行星大氣中似乎存有二甲基硫醚(DMS)和二甲基二硫醚(DMDS)的化學(xué)指紋印跡。已知這兩種硫化物在地球上僅由生命活動產(chǎn)生。

雖然DMS和DMDS尚不可作為外星生物活動的確鑿證據(jù)，但它可能讓我們距離“人類是否為宇宙中唯一生命”這一終極問題的答案更近一步。

上述觀測工作發(fā)表于2025年4月的《天體物理學(xué)雜志快報》(

The Astrophysical Journal Letters

項目負責人、劍橋大學(xué)天體物理學(xué)教授尼庫·馬杜蘇丹(Nikku Madhusudhan)表示：“這是迄今為止太陽系外存在生命活動最有力的證據(jù)。我們對這些化學(xué)證據(jù)持非常謹慎的態(tài)度。必須反復(fù)驗證信號的真實性及其含義。幾十年后回望此刻，我們或許會意識到，人類正是由此開始真正觸及到存在生命的宇宙。這可能是個轉(zhuǎn)折點?！?/p>

不過學(xué)界也有質(zhì)疑聲。例如，K2-18b行星的整體環(huán)境是否利于生命存活？又例如，在地球上主要由海洋浮游植物產(chǎn)生的DMS和DMDS能否作為可靠的生物特征標記？

K2-18b位于獅子座，質(zhì)量約為地球的9倍，直徑達2.6倍，圍繞一顆體積不足太陽一半、溫度也低很多的紅矮星運行，且恰好處于其宜居帶內(nèi)。2019年，哈勃太空望遠鏡在K2-18b的大氣層中發(fā)現(xiàn)水蒸氣信號，由此，科學(xué)家曾宣稱它是太陽系外“已知最宜居的世界”。

經(jīng)過后續(xù)觀測，馬杜蘇丹團隊于2023年證實，當初推斷的水信號實為甲烷。不過他們也堅稱，對K2-18b星球環(huán)境的勾畫似乎表明它被浩瀚深海覆蓋，而此特征往往意味著宜居。當然，這種觀點至今仍有爭議。

更有趣的是，劍橋大學(xué)團隊也于2023年報告過K2-18b上的疑似DMS蹤跡。

系外行星距離太遙遠，我們既無法直接拍攝其影像，也不能派探測器過去收集信息，但機智的科學(xué)家可是熟練掌握行星凌日法的。

當K2-18b運行到紅矮星與地球之間時，從地球觀測者視角看，行星遮擋了恒星光源，恒星星光穿透了行星大氣層，然后抵達地球，而K2-18b大氣里的各種分子會吸收特定波長的光線，因此觀測者能夠解析其化學(xué)成分。(當然，也可以估算行星的大小、密度、溫度。)

馬杜蘇丹等人發(fā)現(xiàn)，當K2-18b經(jīng)過紅矮星前方時，能被DMS和DMDS吸收的波長突然衰減了。

最終數(shù)據(jù)顯示，二甲基硫醚和/或二甲基二硫醚(二者光譜特征重疊)的濃度比地球水平高出數(shù)千倍。統(tǒng)計顯著性雖然達到3σ標準(偶然誤差概率低至0.3%)，但遠未達到物理學(xué)發(fā)現(xiàn)的黃金標準。

馬杜蘇丹坦言：“或許這些分子能通過某種尚不為我們所知的機制產(chǎn)生，但我想不到有任何非生物過程可作為如此高濃度存在的成因?！?/p>

關(guān)于DMS的來源，專家們也在探討兩種可能性：一是它由彗星帶入，但前提是有過近乎不可能的高強度隕石轟擊；二是它通過深海熱泉、火山活動或雷暴中的奇特化學(xué)反應(yīng)生成。

瑞士伯爾尼大學(xué)物理研究所的化學(xué)家諾拉·漢尼(Nora H?nni)曾發(fā)現(xiàn)一顆冰冷、無生命彗星上有DMS的足跡。她認為：“外星生命只是眾多可能性之一。要斷言地外生命的存在，必須先嚴格排除所有非生物的可能性?！?/p>

之所以找不到非生物過程的可能性，一大難點在于圍繞K2-18b環(huán)境條件的爭議。劍橋團隊傾向于“這顆星球被海洋覆蓋”的觀點；另一些學(xué)者則基于觀測數(shù)據(jù)推測其更接近氣態(tài)行星，或者，可能存在由巖漿而非水體構(gòu)成的海洋。

資料來源：

4小時就夠的超級睡眠基因，又多了一種

我們大多數(shù)人每天都要用8小時睡眠來換取剩余時間里的充沛精力。但少數(shù)骨骼驚奇的超級睡眠者仰仗罕見基因突變，只需睡4小時就能精神飽滿。

最近，科學(xué)家從一名超級睡眠者身上找出了一種決定其“超能力”的突變——SIK3-N783Y。此項新發(fā)現(xiàn)刊載于5月的《美國國家科學(xué)院院刊》(

PNAS

這是科學(xué)界發(fā)現(xiàn)的又一種與短睡眠模式相關(guān)的基因突變。研究團隊一直希望深入理解天生短睡眠者的遺傳密碼，以針對睡眠障礙開發(fā)高效療法。

文章作者之一、加州大學(xué)舊金山分校神經(jīng)科學(xué)家兼遺傳學(xué)家傅嫈惠表示：“入睡后，身體仍持續(xù)工作，進行自我排毒和損傷修復(fù)。在這個過程中，天生短睡眠者的身體能以更高效率完成各項工作?！?/p>

我們知道，睡眠不足會帶來多種負面影響，包括反應(yīng)遲鈍、記憶力減退甚至是心臟病風險升高。人類的理想睡眠時長會隨年齡變化，但成年人的需求一般都落在每晚7~9小時區(qū)間。而對于只睡4~6小時足矣的天生短睡眠者人士，科學(xué)研究證明，他們要是“睡過頭”，狀態(tài)反而會變糟。

過往研究已確定了4個與短睡眠相關(guān)的基因及這些基因中的5處相關(guān)突變。傅嫈惠等人找到的第5個相關(guān)基因，即

Sik3

通常小鼠每天睡12小時左右，因此SIK3-N783Y縮減的54分鐘睡眠量，相較于天生短睡眠的人類，看起來不夠突出。但研究人員也指出，這可能是由于小鼠睡眠本就比人類更碎片化，或是實驗所用的小鼠為近交品系。

關(guān)于天生短睡眠者的遺傳機制，以及他們在睡夢中恢復(fù)狀態(tài)的超高效果，學(xué)界有許多疑惑。而上述新研究給出了些許提示，

Sik3

資料來源：

科學(xué)家用激光掃自己視網(wǎng)膜

從而看到前所未見的新顏色

人類行走地球幾十萬年了，或許會自覺已看透所有風景。但最近有一組科學(xué)家宣稱，他們體驗到一種前所未見的新色彩。

新色彩體驗者共五人，來自美國加州大學(xué)伯克利分校(UCB)。他們在實驗中向自己眼睛發(fā)射激光脈沖，然后通過“激光對視網(wǎng)膜單個細胞的刺激”，讓“視覺感知超越了自然極限”。該項工作發(fā)表于4月的《科學(xué)進展》(

Science Advances

當然，他們關(guān)于色彩的描述只不過是平平無奇的“藍綠色”，難以令人精準理解這種新體驗的豐富性和奇妙感。

論文作者之一、UCB的電氣工程師吳義仁(Ren Ng)表示：“我們一開始就預(yù)測它會呈現(xiàn)為前所未有的顏色信號，但不確定大腦會如何處理它。那種體驗太驚人了，飽和度之高簡直難以置信?！?/p>

吳義仁團隊給新顏色起名“olo”，并分享了一張青綠色方塊圖(如下所示)來近似呈現(xiàn)其效果，但也強調(diào)——只有通過激光對視網(wǎng)膜的刺激才能真正感受到olo。

另一名團隊成員、視覺科學(xué)家奧斯汀·魯爾達(Austin Roorda)表示：“我們無法通過文章或顯示器來傳遞此色彩，關(guān)鍵在于，它根本不是我們平時所見的顏色。青綠色圖像只是它的近似版本。”

當光線照射到視網(wǎng)膜上的感色細胞，即視錐細胞時，人體就會感知到世界的顏色。視錐細胞分為三種，分別對長波(L)、中波(M)和短波(S)光線敏感。

自然光由多種波長混合而成，會不同程度地刺激三類視錐細胞，從而使大腦感知不同色彩。紅光主要激活L細胞，藍光主要刺激S細胞，但M細胞對應(yīng)的波段落于中間區(qū)，不存在哪種自然光能單獨激活它們。

吳義仁團隊決心突破此限制。他們先繪制了人體視網(wǎng)膜的一小部分，以精確定位M視錐細胞，然后用激光掃描視網(wǎng)膜。當激光束到達M細胞處時，經(jīng)過眼球運動補償調(diào)整，激光會發(fā)射微量光脈沖刺激該細胞，接著繼續(xù)掃描下個目標。

實驗結(jié)果顯示，觀察者視野內(nèi)會出現(xiàn)一個大約兩倍于滿月大小的色塊。由于M細胞幾乎就是被單獨激活的，產(chǎn)生的色彩超越了肉眼感知的自然光譜范圍。如前文所述，這顯然是自然光無法實現(xiàn)的狀態(tài)?！皁lo”之名源自二進制代碼010，意味著L、M、S三類視錐細胞中僅有M細胞被激活。

不過這種新顏色體驗也引發(fā)了一些同行的困惑。

倫敦大學(xué)城市圣喬治的視覺科學(xué)家約翰·巴布爾(John Barbur)指出：“他們看見的并非新顏色，而是一種更高飽和度的綠色——只有當紅綠色覺正常者僅通過M細胞接收信號時，方才產(chǎn)生?！?巴布爾認為新研究“價值有限”。

吳義仁與同事稱這套視覺系統(tǒng)為“Oz”，認為它能幫助探索大腦構(gòu)建視覺感知的基礎(chǔ)科學(xué)問題。

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